Удельное сопротивление кабеля таблица: Определение активных и индуктивных сопротивлений проводов

Содержание

Как рассчитать сопротивление провода — инструкция с таблицами и формулами

Правила расчета сечения проводника. Формулы и таблицы, без которых не обойтись.


В своей работе электрик часто сталкивается с вычислением различных величин и преобразований. Так для корректного подбора кабеля приходится подбирать нужное сечение. Логика выбора сечения основана на зависимости сопротивления от длины линии и площади сечения проводника. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления провода по его геометрическим размерам. Содержание:

Формула для расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм2.

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление. Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 1,68*10-8 Ом*мм2/м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает переходное контактное сопротивление, повышает срок службы и уменьшает нагрев контактов. При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10-8 Ом*мм2/м.

Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют медную электропроводку. У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10-6 Ом*мм2/м.

Расчет по диаметру

На практике часто бывает так, что площадь поперечного сечения жилы не известна. Без этого значения ничего рассчитать не получится. Чтобы узнать её, нужно измерить диаметр. Если жила тонка, можно взять гвоздь или любой другой стержень, намотать на него 10 витков провода, обычной линейкой измерить длину получившейся спирали и разделить на 10, так вы узнаете диаметр.

Ну, или просто замерить штангенциркулем. Расчет сечения выполняется по формуле:

 

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы. Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, как рассчитать сечение проводника, а также предоставлены примеры расчетных работ:

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Материалы по теме:

  • Программы для расчета сечения кабеля
  • Как зависит сопротивление проводника от температуры
  • Закон Ома простыми словами


Нравится0)Не нравится0)

Удельное сопротивление медного провода таблица

На первый взгляд может показаться, что эта статья из рублики "Электрику на заметку".
С одной стороны, а почему бы и нет, с другой – так ведь и нам, пытливым электронщикам, иногда нужно рассчитать сопротивление обмотки катушки индуктивности, или самодельного нихромового резистора, да и чего уж там греха таить – акустического кабеля для высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Формула тут совсем простая R = p*l/S, где l и S соответственно длина и площадь сечения проводника, а p – удельное сопротивление материала, поэтому расчёты эти можно провести самостоятельно, вооружившись калькулятором и Ля-минорной мыслью, что все собранные данные надо привести к системе СИ.

Ну а для нормальных пацанов, решивших сберечь своё время и не нервничать по пустякам, нарисуем незамысловатую таблицу.

ТАБЛИЦА ДЛЯ РАСЧЁТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Страница получилась сиротливой, поэтому помещу-ка я сюда таблицу для желающих связать своё время с прокладкой электропроводки, подключить мощный источник энергопотребления, либо просто посмотреть в глаза электрику Василию и, "похлёбывая из котелка" задать справедливый вопрос: "А почему, собственно? Может разорить меня решил? Зачем мне тут четыре квадрата из бескислородной меди для двух лампочек и холодильника? Из-за чего, собственно?"

И расчёты эти мы с вами сделаем не от вольного и, даже не в соответствии с народной мудростью, гласящей, что "необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, делённому на 10", а в строгом соответствии нормативными документами Минэнерго России по правилам устройства электроустановок.
Правила эти игнорируют провода, сечением, меньшим 1,5 мм 2 . Проигнорирую их и я, а за компанию и алюминиевые, в силу их вопиющей архаичности.

Итак.

РАСЧЁТ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Потери в проводниках возникают из-за ненулевого значения их сопротивления, зависящего от длины провода.
Значения мощности этих потерь, выделяемых в виде тепла в окружающее пространство, приведены в таблице.
В итоге к потребителю энергии на другом конце провода напряжение доходит в несколько урезанном виде – меньшим, чем оно было у источника. Из таблицы видно, что к примеру, при напряжении в сети 220 В и 100 метровой длине провода, сечением 1,5мм 2 , напряжение на нагрузке, потребляющей 4 кВт, окажется не 220, а 199 В.
Хорошо, это или плохо?
Для каких-то приборов – безразлично, какие-то работать будут, но при пониженной мощности, а какие-то взбрыкнут и пошлют Вас к едрене фене вместе с вашими длинными проводами и умными таблицами.
Поэтому Минэнерго – минэнергой, а собственная голова не повредит ни при каких обстоятельствах. Если ситуация складывается подобным примеру образом – прямая дорога к выбору проводов, большего сечения.

В данной статье мы подробно разберем что такое удельное сопротивление и электропроводность, ясно опишем все формулы с помощью примеров задач, а так же дадим вам таблицу удельных сопротивлений некоторых проводников.

Описание

Закон Ома гласит, что, когда источник напряжения (V) подается между двумя точками в цепи, между ними будет протекать электрический ток (I), вызванный наличием разности потенциалов между этими двумя точками. Количество протекающего электрического тока ограничено величиной присутствующего сопротивления (R). Другими словами, напряжение стимулирует протекание тока (движение заряда), но это сопротивление препятствует этому.

Мы всегда измеряем электрическое сопротивление в Омах, где Ом обозначается греческой буквой Омега, Ω. Так, например: 50 Ом, 10 кОм или 4,7 МОм и т.д. Проводники (например, провода и кабели) обычно имеют очень низкие значения сопротивления (менее 0,1 Ом), и, таким образом, мы можем пренебречь ими, как мы предполагаем в расчетах анализа цепи, что провода имеют ноль сопротивление. С другой стороны, изоляторы (например, пластиковые или воздушные), как правило, имеют очень высокие значения сопротивления (более 50 МОм), поэтому мы можем их игнорировать и для анализа цепи, поскольку их значение слишком велико.

Но электрическое сопротивление между двумя точками может зависеть от многих факторов, таких как длина проводников, площадь их поперечного сечения, температура, а также фактический материал, из которого он изготовлен. Например, давайте предположим, что у нас есть кусок провода (проводник), который имеет длину L, площадь поперечного сечения A и сопротивление R, как показано ниже.

Электрическое сопротивление R этого простого проводника является функцией его длины, L и площади поперечного сечения A. Закон Ома говорит нам, что для данного сопротивления R ток, протекающий через проводник, пропорционален приложенному напряжению, поскольку I = V / R. Теперь предположим, что мы соединяем два одинаковых проводника вместе в последовательной комбинации, как показано на рисунке.

Здесь, соединив два проводника вместе в последовательной комбинации, то есть, к концу, мы фактически удвоили общую длину проводника (2L), в то время как площадь поперечного сечения A остается точно такой же, как и раньше. Но помимо удвоения длины, мы также удвоили общее сопротивление проводника, дав 2R как: 1R + 1R = 2R.

Таким образом , мы можем видеть , что сопротивление проводника пропорционально его длину, то есть: R ∝ L. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально больше, чем оно длиннее.

Отметим также, что, удваивая длину и, следовательно, сопротивление проводника (2R), чтобы заставить тот же ток I, чтобы течь через проводник, как и раньше, нам нужно удвоить (увеличить) приложенное напряжение I = (2 В) / (2R). Далее предположим, что мы соединяем два идентичных проводника вместе в параллельной комбинации, как показано.

Здесь, соединяя два проводника в параллельную комбинацию, мы фактически удвоили общую площадь, дающую 2А, в то время как длина проводников L остается такой же, как у исходного одиночного проводника. Но помимо удвоения площади, путем параллельного соединения двух проводников мы фактически вдвое сократили общее сопротивление проводника, получив 1 / 2R, поскольку теперь каждая половина тока протекает через каждую ветвь проводника.

Таким образом, сопротивление проводника обратно пропорционально его площади, то есть: R 1 / ∝ A или R ∝ 1 / A. Другими словами, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника (или провода) будет пропорционально меньше, чем больше его площадь поперечного сечения.

Кроме того, удваивая площадь и, следовательно, вдвое увеличивая суммарное сопротивление ветви проводника (1 / 2R), для того же тока, чтобы I протекал через параллельную ветвь провода, как раньше, нам нужно только наполовину уменьшить приложенное напряжение I = (1 / 2V) / (1 / 2R).

Надеемся, мы увидим, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине (L) проводника, то есть: R ∝ L, и обратно пропорционально его площади (A), R ∝ 1 / A. Таким образом, мы можем правильно сказать, что сопротивление это:

Пропорциональность сопротивления

Но помимо длины и площади проводника, мы также ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет зависеть от фактического материала, из которого он изготовлен, потому что разные проводящие материалы, медь, серебро, алюминий и т.д., имеют разные физические и электрические свойства. Таким образом, мы можем преобразовать знак пропорциональности (∝) вышеприведенного уравнения в знак равенства, просто добавив «пропорциональную константу» в вышеприведенное уравнение, давая:

Уравнение удельного электрического сопротивления

Где: R — сопротивление в омах (Ω), L — длина в метрах (м), A — площадь в квадратных метрах (м 2 ), и где известна пропорциональная постоянная ρ (греческая буква «rho») — удельное сопротивление .

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление конкретного материала проводника является мерой того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока через него. Этот коэффициент удельного сопротивления, иногда называемый его «удельным электрическим сопротивлением», позволяет сравнивать сопротивление различных типов проводников друг с другом при определенной температуре в соответствии с их физическими свойствами без учета их длины или площади поперечного сечения. Таким образом, чем выше значение удельного сопротивления ρ, тем больше сопротивление, и наоборот.

Например, удельное сопротивление хорошего проводника, такого как медь, составляет порядка 1,72 х 10 -8 Ом (или 17,2 нОм), тогда как удельное сопротивление плохого проводника (изолятора), такого как воздух, может быть значительно выше 1,5 х 10 14 или 150 трлн.

Такие материалы, как медь и алюминий, известны низким уровнем удельного сопротивления, благодаря чему электрический ток легко проходит через них, что делает эти материалы идеальными для изготовления электрических проводов и кабелей. Серебро и золото имеют очень низкие значения удельного сопротивления, но по понятным причинам дороже делать из них электрические провода.

Тогда факторы, которые влияют на сопротивление (R) проводника в омах, могут быть перечислены как:

  • Удельное сопротивление (ρ) материала, из которого сделан проводник.
  • Общая длина (L) проводника.
  • Площадь поперечного сечения (А) проводника.
  • Температура проводника.

Пример удельного сопротивления № 1

Рассчитайте общее сопротивление постоянному току 100-метрового рулона медного провода 2,5 мм 2 , если удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 Ом метр.

Приведенные данные: удельное сопротивление меди при 20 o C составляет 1,72 x 10 -8 , длина катушки L = 100 м, площадь поперечного сечения проводника составляет 2,5 мм 2 , что дает площадь: A = 2,5 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 688 МОм или 0,688 Ом.

Удельное электрическое сопротивление материала

Ранее мы говорили, что удельное сопротивление — это электрическое сопротивление на единицу длины и на единицу площади поперечного сечения проводника, таким образом, показывая, что удельное сопротивление ρ имеет размеры в Ом-метрах или Ом · м, как это обычно пишется. Таким образом, для конкретного материала при определенной температуре его удельное электрическое сопротивление определяется как.

Электрическая проводимость

Хотя как электрическое сопротивление (R), так и удельное сопротивление ρ, являются функцией физической природы используемого материала, а также его физической формы и размера, выраженных его длиной (L) и площадью его сечения ( А), Проводимость или удельная проводимость относится к легкости, с которой электрический ток проходит через материал.

Проводимость (G) является обратной величиной сопротивления (1 / R) с единицей проводимости, являющейся сименсом (S), и ей дается перевернутый символ омов mho, ℧. Таким образом, когда проводник имеет проводимость 1 сименс (1S), он имеет сопротивление 1 Ом (1 Ом). Таким образом, если его сопротивление удваивается, проводимость уменьшается вдвое, и наоборот, как: Сименс = 1 / Ом, или Ом = 1 / Ом.

В то время как сопротивление проводников дает степень сопротивления потоку электрического тока, проводимость проводника указывает на легкость, с которой он пропускает электрический ток. Таким образом, металлы, такие как медь, алюминий или серебро, имеют очень большие значения проводимости, что означает, что они являются хорошими проводниками.

Проводимость, σ (греческая буква сигма), является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и измеряется в сименах на метр (S / m). Поскольку электропроводность σ = 1 / ρ, предыдущее выражение для электрического сопротивления R можно переписать в виде:

Электрическое сопротивление как функция проводимости

Тогда мы можем сказать, что проводимость — это эффективность, посредством которой проводник пропускает электрический ток или сигнал без потери сопротивления. Поэтому материал или проводник, который имеет высокую проводимость, будет иметь низкое удельное сопротивление, и наоборот, поскольку 1 сименс (S) равен 1 Ом -1 . Таким образом, медь, которая является хорошим проводником электрического тока, имеет проводимость 58,14 x 10 6 Симен на метр.

Пример удельного сопротивления №2

Кабель длиной 20 метров имеет площадь поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивление 5 Ом. Рассчитать проводимость кабеля.

Приведенные данные: сопротивление постоянному току, R = 5 Ом, длина кабеля, L = 20 м, а площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2, что дает площадь: A = 1 x 10 -6 м 2 .

Ответ: 4 мега-симена на метр длины.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Проводник Удельное сопротивление
ρ
Температурный коэффициент α
Алюминий 0,028 4,2
Бронза 0,095 — 0,1
Висмут 1,2
Вольфрам 0,05 5
Железо 0,1 6
Золото 0,023 4
Иридий 0,0474
Константан 0,5 0,05
Латунь 0,025 — 0,108 0,1-0,4
Магний 0,045 3,9
Манганин 0,43 — 0,51 0,01
Медь 0,0175 4,3
Молибден 0,059
Нейзильбер 0,2 0,25
Натрий 0,047
Никелин 0,42 0,1
Никель 0,087 6,5
Нихром 1,05 — 1,4 0,1
Олово 0,12 4,4
Платина 0.107 3,9
Ртуть 0,94 1,0
Свинец 0,22 3,7
Серебро 0,015 4,1
Сталь 0,103 — 0,137 1-4
Титан 0,6
Фехраль 1,15 — 1,35 0,1
Хромаль 1,3 — 1,5
Цинк 0,054 4,2
Чугун 0,5-1,0 1,0

Где: удельное сопротивление ρ измеряется в Ом*мм 2 /м и температурный коэффициент электрического сопротивления металлов α измеряется в 10 -3 *C -1 (или K -1 ) .

Краткое описание удельного сопротивления

Мы поговорили в этой статье об удельном сопротивлении, что удельное сопротивление — это свойство материала или проводника, которое указывает, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Мы также видели, что электрическое сопротивление (R) проводника зависит не только от материала, из которого сделан проводник, меди, серебра, алюминия и т.д., но также от его физических размеров.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (L) как R ∝ L. Таким образом, удвоение его длины удвоит его сопротивление, в то время как последовательное удвоение проводника уменьшит вдвое его сопротивление. Также сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A) как R ∝ 1 / A. Таким образом, удвоение его площади поперечного сечения уменьшило бы его сопротивление вдвое, тогда как удвоение его площади поперечного сечения удвоило бы его сопротивление.

Мы также узнали, что удельное сопротивление (символ: ρ) проводника (или материала) связано с физическим свойством, из которого он изготовлен, и варьируется от материала к материалу. Например, удельное сопротивление меди обычно дается как: 1,72 х 10 -8 Ом · м. Удельное сопротивление конкретного материала измеряется в единицах Ом-метров (Ом), которое также зависит от температуры.

В зависимости от значения удельного электрического сопротивления конкретного материала его можно классифицировать как «проводник», «изолятор» или «полупроводник». Обратите внимание, что полупроводники — это материалы, в которых их проводимость зависит от примесей, добавляемых в материал.

Удельное сопротивление также важно в системах распределения электроэнергии, так как эффективность системы заземления для системы электропитания и распределения сильно зависит от удельного сопротивления земли и материала почвы в месте расположения системы.

Проводимость — это имя, данное движению свободных электронов в форме электрического тока. Проводимость, σ является обратной величиной удельного сопротивления. Это 1 / ρ и имеет единицу измерения сименс на метр, S / m. Проводимость варьируется от нуля (для идеального изолятора) до бесконечности (для идеального проводника). Таким образом, сверхпроводник имеет бесконечную проводимость и практически нулевое омическое сопротивление.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Данная статья поможет вам рассчитать сопротивление провода. Расчет можно выполнить по формулам, либо по данным таблицы "сопротивление проводов", которая приведена ниже.

То как влияет материал проводника учитывается при помощи удельного сопротивления, которое принято обозначать буквой греческого алфавита ρ и являет собой сопротивление проводника сечением 1 мм 2 и длинной 1 м. У серебра наименьшее удельное сопротивление ρ = 0,016 Ом•мм 2 /м. Ниже приводятся значения удельного сопротивления для нескольких проводников:

  • Сопротивление провода для серебра – 0,016,
  • Сопротивление провода для свинеца – 0,21,
  • Сопротивление провода для меди – 0,017,
  • Сопротивление провода для никелина – 0,42,
  • Сопротивление провода для люминия – 0,026,
  • Сопротивление провода для манганина – 0,42,
  • Сопротивление провода для вольфрама – 0,055,
  • Сопротивление провода для константана – 0,5,
  • Сопротивление провода для цинка – 0,06,
  • Сопротивление провода для ртути – 0,96,
  • Сопротивление провода для латуни – 0,07,
  • Сопротивление провода для нихрома – 1,05,
  • Сопротивление провода для стали – 0,1,
  • Сопротивление провода для фехрали -1,2,
  • Сопротивление провода для бронзы фосфористой – 0,11,
  • Сопротивление провода для хромаля – 1,45

Так как в состав сплавов входят разные количества примесей, то удельное сопротивление может изменятся.2

  • где d – это диаметр провода.

Измерить диаметр провода можно микрометром либо штангенциркулем,но если их нету под рукой,то можно плотно намотать на ручку (карандаш) около 20 витков провода, затем измерить длину намотанного провода и разделить на количество витков.

Для определения длинны провода,которая нужна для достижения необходимого сопротивления,можно использовать формулу:

1.Если данные для провода отсутствуют в таблице,то берется некоторое среднее значение.Как пример ,провод из никелина который имеет диаметр 0,18 мм площадь сечения равна приблизительно 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток 0,075 А.

2.Данные последнего столбца,для другой плотности тока, необходимо изменить. Например при плотности тока 6 А/мм2, значение необходимо увеличить вдвое.

Пример 1. Давайте найдем сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.

Решение. С помощью таблицы берем сопротивление 1 м медного провода, которое равно 2,2 Ом. Значит, сопротивление 30 м провода будет R = 30•2,2 = 66 Ом.

Расчет по формулам будет выглядеть так: площадь сечения : s= 0,78•0,12 = 0,0078 мм2. Поскольку удельное сопротивление меди ρ = 0,017 (Ом•мм2)/м, то получим R = 0,017•30/0,0078 = 65,50м.

Пример 2. Сколько провода из манганина у которого диаметр 0,5 мм нужно чтобы изготовить реостат, сопротивлением 40 Ом?

Решение. По таблице выбираем сопротивление 1 м этого провода: R= 2,12 Ом: Чтобы изготовить реостат сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого l= 40/2,12=18,9 м.

Расчет по формулам будет выглядеть так. Площадь сечения провода s= 0,78•0,52 = 0,195 мм 2 . Длина провода l = 0,195•40/0,42 = 18,6 м.

Силовые кабели 1-10 кВ с пластмассовой изоляцией. Расчет активного и индуктивного сопротивлений

Михаил Каменский, к.т.н., заведующий лабораторией силовых кабелей


Станислав Холодный, д.т.н., старший научный сотрудник ОАО "ВНИИКП", г. Москва

"Подскажите, где можно найти таблицы с удельными сопротивлениями силовых кабелей с пластмассовой изоляцией?".

Подобные вопросы в последнее время всё чаще появляются в редакционной почте. Их задают специалисты проектных и электроснабжающих организаций, которым необходимы эти данные для правильного расчета токов коротких замыканий. Нормативно-техническая документация с точными параметрами отсутствует.

Мы обратились во Всероссийский НИИ кабельной промышленности (ВНИИКП), специалисты которого Михаил Кузьмич Каменский и Станислав Дмитриевич Холодный сегодня рассказывают о методике расчета удельных сопротивлений силовых кабелей.

 

При расчете токов коротких замыканий в электрических сетях в соответствии с ГОСТ 28249-93 [1] необходимо знать величины активного и индуктивного сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей силовых кабелей. В настоящее время промышленность освоила выпуск нового поколения кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 1–10 кВ. В связи с этим назрела необходимость уточнения параметров таких кабелей и внесения их в нормативную документацию. Во ВНИИКП разработан инженерный метод расчета сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей многожильных силовых кабелей на напряжение 0,6/1 кВ и одножильных кабелей на напряжение 6/10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена как наиболее востребованной группы кабелей для распределительных сетей.

Основа методики расчета

В основу метода расчета положено представление несимметричных напряжений (токов) в трехфазной симметричной сети в виде суммы трех симметричных составляющих: прямой, обратной и нулевой последовательностей, различающихся чередованием фаз. В этом случае значения фазных напряжений будут определены в виде комплексных величин:

 

(1)

где , – единичные векторы. Решая систему уравнений (1) относительно трех неизвестных U1, U2 и U0, получим:

 

(2)

где – симметричные составляющие фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно.

Если к симметричной цепи приложена симметричная система фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей, то в ней возникает симметричная система токов прямой, обратной и нулевой последовательностей. Отношения симметричных составляющих фазных напряжений к соответствующим симметричным составляющим токов являются комплексными сопротивлениями прямой (z1), обратной (z2) и нулевой (z0) последовательностей. Для симметричной трехфазной цепи сопротивления прямой и обратной последовательностей одинаковы и равны [2]:

 

z1 = z2 = R – jwL, (3)  

где R – активное сопротивление жилы кабеля, Ом/м;
L – индуктивность жилы кабеля, Гн/м

 

Понятие средней индуктивности

Следует иметь в виду, что сопротивление некоторых конструкций кабелей не является симметричным, например, четырехжильных кабелей или одножильных кабелей, расположенных в одной плоскости. В этом случае при расчетах вводят понятие средней индуктивности Lср. В этой связи средняя индуктивность четырехжильного кабеля или одножильных кабелей, расположенных в плоскости, будет равна:

 

(4)  

где – среднее расстояние между центрами жил кабеля, мм;
d0 – диаметр токопроводящей жилы, мм;
m0 = 4p • 10–7 Гн/м – относительная магнитная проницаемость.

Для четырехжильных кабелей (рис. 1) среднее расстояние между центрами жил в соответствии с [2] может быть рассчитано по формуле:

 

(5)  

где – расстояние между центрами жил кабеля, мм.

 

Рис. 1. Схема четырехжильного кабеля

 

Рис. 2. Схема прокладки одножильных кабелей

При прокладке одножильных кабелей в одной плоскости среднее расстояние между центрами жил будет равно:

 

(6)  

где – расстояние между центрами кабелей (рис. 2).

 

Эффект близости

При расчете индуктивности следует учитывать и влияние поверхностного эффекта и эффекта близости. Индуктивность симметричной цепи из двух изолированных жил можно рассчитать по формуле [3]:

 

(7)  

где L1-2 – индуктивность цепи, Гн/км;
d0 – диаметр токопроводящей жилы, мм;
– расстояние между центрами жил, мм;
Q (Х) – коэффициент, учитывающий внутреннюю индуктивность токопроводящей жилы.

Значения Q (Х) в зависимости от параметра Х принимаем по данным [3]. Параметр Х рассчитываем по формулам:

– для медных жил;

– для алюминиевых жил, где f – частота, Гц.

При расчетах индуктивности кабелей с секторными жилами следует принимать значение эквивалентного диаметра жилы, который равен диаметру круглой жилы, имеющей ту же площадь поперечного сечения, что и секторная жила. Для четырехжильных кабелей среднее расстояние между центрами основных жил:

Тогда индуктивность в пересчете на одну жилу получим по формуле:

 

(8)  

где L – индуктивность в пересчете на 1 жилу четырехжильного кабеля, мГн/км;
k – коэффициент формы. Для трехжильных кабелей k = 1, для четырехжильного кабеля k = 1,12.

Значение коэффициента Q(Х) в зависимости от сечения токопроводящей жилы принимают от 0,5 до 1. Как правило, для большинства типов силовых кабелей значение Q(Х) принимают равным 0,5 или 0,75 [5, 6]. Результаты расчета параметров четырехжильных кабелей типа АПвПГ (АПвВГ) на 0,6/1 кВ (производство по ТУ 16.К71-277-98) – в табл. 1.

 

Особенности расчета одножильных кабелей

При расчете сопротивлений одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией среднего напряжения надо учитывать, что токи в металлических экранах приводят к увеличению эффективного активного сопротивления и снижению индуктивного сопротивления. В этом случае полное сопротивление одножильного кабеля в трехфазной системе (z) можно рассчитать вместо формулы (3) по формуле:

 

z = R1(1 + y) + jw(L – wMЭ • m2), (9)  

где у – коэффициент потерь энергии в металлическом экране,

 

(10)  

 

(11)  

где RЭ – активное сопротивление металлического экрана, Ом/км;
R1 – активное сопротивление токопроводящей жилы, Ом/км;
МЭ – коэффициент взаимной индуктивности для экранов, мГн/км,

 

(12)  

где dЭ – диаметр металлического экрана, мм.

При расположении одножильных кабелей в плоскости с расстоянием между кабелями, равным диаметру кабеля, значение взаимной индуктивности (МЭ) примерно равно МЭ = 0,322 мГн/км, wМЭ = 0,1 Ом/км. Значение m2МЭ при сечениях экрана до 35 мм2 не более 2% от общей индуктивности кабеля, поэтому его влиянием можно пренебречь. Однако увеличение сопротивления жилы за счет потерь в экране кабеля при сечении токопроводящих жил более 300 мм2 достигает 22,6%, поэтому оно должно учитываться при расчетах полного сопротивления одножильного кабеля.

Результаты расчета параметров одножильного кабеля марки АПвП 6/10 кВ (производство по ТУ 16.К71-335-2004) – в табл. 2.

 

Таблица 1. Расчетные значения параметров прямой последовательности кабелей марки АПвПГ (АПвВГ) 0,6/1 кВ

Сечение токопроводящих жил, мм2 25 35 50 70 95 120 150 185 240
Толщина изоляции, мм 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,4 1,6 1,7
Наружный диаметр, мм 24 26 27 32 35 39 42 47 52
Активное сопротивление при 90 оС, Ом/км 1,54 1,11 0,822 0,568 0,411 0,325 0,265 0,211 0,162
Индуктивность, мГн/км 0,267 0,260 0,255 0,252 0,247 0,246 0,247 0,248 0,245
Индуктивное сопротивление, Ом/км 0,083 0,082 0,080 0,079 0,076 0,077 0,076 0,078 0,077

 

Таблица 2. Расчетные значения параметров кабеля марки АПвП (АПвВ) 6/10 кВ

Сечение жилы, мм2 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500
Сечение экрана, мм2 16 16 16 16 16 16 25 25 25 25 35 35
Наружный диаметр кабеля, мм 23 24 26 27 29 30 32 33 36 39 42 45
Активное сопротивление при 90оС, Ом/км 1,540 1,110 0,820 0,568 0,410 0,324 0,264 0,210 0,160 0,128 0,0997 0,0776
Активное сопротивление с учетом потерь в экране, Ом/км 1,550 1,120 0,825 0,570 0,414 0,332 0,276 0,222 0,173 0,141 0,118 0,0955
Индуктивное сопротивление при прокладке треугольником, Ом/км 0,163 0,156 0,149 0,141 0,136 0,131 0,119 0,117 0,112 0,110 0,104 0,100
Индуктивное сопротивление при прокладке в плоскости, Ом/км 0,230 0,214 0,208 0,199 0,193 0,188 0,176 0,172 0,170 0,167 0,162 0,158

 

Таблица 3. Расчетные значения параметров нулевой последовательности кабеля марки АПвПГ (АПвВГ) 0,6/1 кВ

Сечение жилы, мм2 25 35 50 70 95 120 150 185 240
Толщина изоляции, мм 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,4 1,6 1,7
Индуктивность (при Q(х) = 0,5), мГн/км 0,282 0,272 0,271 0,263 0,263 0,257 0,260 0,262 0,261
Индуктивное сопротивление, Ом/км 0,0880 0,0852 0,0850 0,0826 0,0826 0,0810 0,0816 0,0822 0,0820
Активное сопротивление жилы при 90 оС, Ом/км 1,54 1,11 0,822 0,568 0,411 0,325 0,265 0,211 0,162
Активная составляющая сопротивления нулевой последовательности (Rez0), Ом/км 2,060 1,790 1,780 1,480 1,220 1,030 0,880 0,735 0,580
Реактивная составляющая сопротивления нулевой последовательности (Imz0), Ом/км 0,490 0,446 0,40 0,367 0,316 0,294 0,282 0,270 0,260

 

Рис. 3. Схема токов нулевой последовательности в 4-жильном кабеле

 

Рис. 4. Схема замещения цепи "фаза – нулевая жила"

 

О сопротивлении нулевой последовательности

Для расчета сопротивлений нулевой последовательности рассмотрим схему токов нулевой последовательности в четырехжильном кабеле, приведенную на рис. 3. Падение напряжения в цепи нулевой последовательности (фаза – нулевая жила) рассмотрим по схеме замещения цепи, приведенной на рис. 4, которая аналогична схеме замещения в [2]:

 

где U0 – падение напряжения нулевой последовательности;
I0 – ток нулевой последовательности;
z0 – сопротивление нулевой последовательности.

Сопротивление нулевой последовательности будет равно:

 

z0 = R1 + 3jx0,3 + 3z0,3 , (14)  

где R1 – активное сопротивление прямой последовательности жилы кабеля, Ом/км;
х0,З – индуктивное сопротивление прямой последовательности: три жилы – нулевой проводник;
z0,З – суммарное сопротивление нулевого проводника (R0) и реактивного сопротивления земли (хЗ).

Значение z0,З можно рассчитать по формуле:

 

(15)  

где R0 - активное сопротивление нулевого проводника, Ом/км.

Активную (Rez0) и реактивную (Imz0) составляющие z0 получим по формулам:

 

(16)  

 

(17)  

Значение реактивного сопротивления х0,З для четырехжильного кабеля можно определить по формуле:

 

x0,З = jwL0,З , (18)  

где L0,З – индуктивность прямой последовательности: три жилы – нулевой проводник, которую можно рассчитать по формуле (8).

В расчетах хЗ в соответствии с рекомендациями [4, 5] принимают равным 0,6 Ом/км.

Результаты расчета параметров четырехжильных кабелей марки АПвВГ (АПвПГ) приведены в табл. 3. Приведенные в таблицах 1–3 параметры силовых кабелей могут быть использованы для практических целей при проектировании кабельных линий.

Нужно обратить внимание на то обстоятельство, что индуктивное сопротивление одножильных кабелей с полиэтиленовой изоляцией в трехфазной сети в значительной мере зависит от взаимного расположения кабелей. Эта зависимость особенно проявляется в случае параллельной прокладки в плоскости двух и более кабелей на одну фазу.

В этом случае при расчете индуктивности по выражению (4) необходимо в качестве среднего расстояния между осями кабелей (ср) использовать среднее геометрическое значение расстояния между осями проложенных совместно кабелей.

Руководствуясь предложенным методом расчета, можно определить сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей для кабелей с пластмассовой изоляцией любого конструктивного исполнения.

При этом дополнительно необходимо учитывать увеличение индуктивности, если кабель содержит металлическую оболочку или броню из стальных лент или других ферромагнитных материалов.

Литература

  1. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электропроводках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжения до 1 кВ.

  2. Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1949.

  3. Основы кабельной техники. Уч. пособие для вузов / Под редакцией В.А. Привезенцева. – М.: Энергия, 1975.

  4. Холодный С.Д., Филиппов М.М., Кричко В.А., Миронов И.А. Расчет токов в оболочках и экранах и их термической стойкости при однофазном двойном замыкании в разветвленной кабельной сети // Электричество. – 2001. – № 8.

  5. Платонов В.В., Быкадоров В.Ф. Определение мест повреждения на трассе кабельной линии. – М.: Энергоатомиздат, 1993.

  6. Электротехнический справочник / Под редакцией профессоров МЭИ. Том 2. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

Таблица удельных сопротивлений проводников — Zygar

Электрическое сопротивление 1 метра провода (в Ом), сечением 1 мм², при температуре 20 С°. Формула: ρ = Ом · мм²/м.

Материал проводникаУдельное сопротивление  ρ в Ом
Серебро0.015
Медь0.0175
Золото0.023
Латунь0,025... 0,108
Хром0,027
Алюминий0.028
Натрий0.047
Иридий0.0474
Вольфрам0.05
Цинк0.054
Молибден0.059
Никель0.087
Бронза0,095... 0,1
Железо0.1
Сталь0,103... 0,137
Олово0.12
Свинец0.22
Никелин (сплав меди, никеля и цинка)0.42
Манганин (сплав меди, никеля и марганца)0,43... 0,51
Константан (сплав меди, никеля и алюминия)0,44-0,52
Копель ( медно-никелевый сплав с 43% никеля и 0,5% марганца)0.5
Титан0.6
Ртуть0.94
Хромель (хром 8,7—10 %; никель 89—91 %; кремний, медь, марганец, кобальт — примеси)1.01
Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца)1,05... 1,4
Фехраль1,15... 1,35
Висмут1.2
Хромаль (Сплав 4.5 – 6% алюминия, 17%-30% хрома, остальное железо)1,3... 1,5

Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в омах; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника в м; S — сечение проводника в мм².

Удельное активное сопротивление кабеля таблица: ом км

Расчет активного и реактивного сопротивлений кабеля

1234Следующая ⇒

Построение эквивалентной схемы замещения заданного участка сети

Для рассматриваемого примера эквивалентная расчетная схема будет иметь следующий вид (рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 – Эквивалентная схема замещения заданного участка сети

 

Расчет сопротивлений систем

Расчетное напряжение определим по формуле:

.

Зная расчетное напряжение, можно определить сопротивление для первой системы :

.

Аналогично найдем сопротивление для второй системы :

.

 

Расчет сопротивлений линий электропередач

 

Зная что погонное сопротивление линий и их длину можно найти сопротивление.

Практическая работа №3 Электрический расчет кабельной линии

Определим сопротивление линии :

.

Аналогично сопротивление линии :

.

 

3.4 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке

Ток короткого замыкания от первой системы в точке находиться по формуле:

.

Ток короткого замыкания от второй системы в точке находиться по формуле:

.

Суммарный ток короткого замыкания в точке можно найти следующим образом:

.

Зная суммарный ток короткого замыкания можно найти результирующее сопротивление в точке по формуле:

.

 

3.5 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке

Сопротивление трансформатора, приведенной к напряжению 110 кВ:

.

Зная сопротивление трансформатора и результирующее сопротивление в точке можно найти результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 110 кВ, по формуле:

.

А результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 10 кВ, по формуле:

.

Тогда ток короткого замыкания в точке найдем из следующего выражения:

3.6 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке

Выбор типа и сечение питающего кабеля

Сечение жил кабеля выбирают по техническим и экономическим условиям.

Номинальный ток нагрузки:

Экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами для района Сибири . Найдем отчисления на амортизацию . Удельное значение потерь по замыкающим затратам .

Находим :

, где – нормативный коэффициент эффективности; – суммарные издержки на амортизацию и обслуживание, в относительных единицах; – время максимальных потерь ; – стоимость потерь электроэнергии .

Для прокладки в земляной траншее выберем кабель ААШвУ Для данного кабеля при рассчитанном по номограмме выберем сечение .

Расчет активного и реактивного сопротивлений кабеля

 

Погонное активное сопротивление 1 км алюминиевого кабеля равно , длина кабеля . Зная это можно найти активное сопротивление кабеля:

.

Погонное реактивное сопротивление 1 км алюминиевого кабеля равно , длина кабеля . Зная это можно найти реактивное сопротивление кабеля:

.

Тогда полное сопротивление кабеля:

.

 

3.6.3 Расчет результирующего сопротивления в точке

 

Результирующее сопротивление в точке можно найти по следующей формуле:

.

 

3.6.4 Расчет тока короткого замыкания в точке

 

Ток короткого замыкания в точке найдем из следующего выражения:

.

 


1234Следующая ⇒


Дата добавления: 2016-10-22; просмотров: 367 | Нарушение авторских прав


Похожая информация:


Поиск на сайте:


Расчет сопротивления провода по сечению, диаметру, длине

В своей работе электрик часто сталкивается с вычислением различных величин и преобразований. Так для корректного подбора кабеля приходится подбирать нужное сечение. Логика выбора сечения основана на зависимости сопротивления от длины линии и площади сечения проводника. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления провода по его геометрическим размерам.

Формула для расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм2.

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление. Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

 

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм2/м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает переходное контактное сопротивление, повышает срок службы и уменьшает нагрев контактов. При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10-8 Ом*мм2/м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют медную электропроводку. У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10-6 Ом*мм2/м.

Расчет по диаметру

На практике часто бывает так, что площадь поперечного сечения жилы не известна. Без этого значения ничего рассчитать не получится. Чтобы узнать её, нужно измерить диаметр. Если жила тонка, можно взять гвоздь или любой другой стержень, намотать на него 10 витков провода, обычной линейкой измерить длину получившейся спирали и разделить на 10, так вы узнаете диаметр.

Ну, или просто замерить штангенциркулем. Расчет сечения выполняется по формуле:

 

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы. Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, как рассчитать сечение проводника, а также предоставлены примеры расчетных работ:

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Материалы по теме:

Таблица удельного сопротивления

000 000 48,2 9007
Материал Удельное сопротивление ρ
(Ом · м)
Температура
Коэффициент α
на градус C
Электропроводность σ
x 10 7 / Ом · м
Ref
Серебро

07

73 1,59 x -8

.0038 6,29 3
Медь 1,68 x10 -8 .00386 5.95 3
Медь, отожженная 1,72 x10 -8 .00393 5,81 2
.00429 3.77 1
Вольфрам 5.6 x10 -8 .0045 1.79 1
Железо 71 x10 -8 .00651 1,03 1
Платина 10,6 x10 -8 .003927 x10 -8 .000002 0,207 1
Свинец 22 x10 -8 ... 0,45 0,45 98 x10 -8 .0009 0,10 1
Нихром
(сплав Ni, Fe, Cr)
100 x10 -8 .0004 0,10 1 2 000 000 x10 -8 ... 0,20 1
Углерод *
(графит)
3-60 x10 -5 -.0005 ... 1
Германий * 1-500 x10 -3 -.05 ... 1
Кремний * 0,1-60 ... -.07 ... 1
Стекло 1-10000 x10 9 ... ... 1
Кварц
(плавленый)
7,5 x10 17 ... ... 1
Твердая резина 1-100 x10 13 ... ... 1

* Удельное сопротивление полупроводников сильно зависит от наличия примесей в материале, что делает их полезными в твердотельной электронике.

Ссылки:

1. Джанколи, Дуглас К., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995).

2. Справочник CRC по химии и физике, 64-е изд.

3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость.

Индекс

Таблицы

Ссылка
Giancoli

Периодическая таблица элементов WebElements

Периодическая таблица представляет собой набор химических элементов, упорядоченных по атомным номерам, так что периодические свойства элементов (химическая периодичность) становятся ясными.

Изучите химические элементы через эту таблицу Менделеева

Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Период
1

1

1.008

Водород

2

4,0026

Гелий

2

3

6,94

Литий

4

9.0122

Бериллий

5

10.81

Бор

6

12.011

Углерод

7

14.007

Азот

8

15,999

Кислород

9

18,998

Фтор

10

20.180

Неон

3

11

22,990

Натрий

12

24,305

Магний

13

26,982

Алюминий

14

28.085

Кремний

15

30,974

фосфор

16

32,06

сера

17

35,45

Хлор

18

39,948

Аргон

4

19

39.098

Калий

20

40.078

Кальций

21

44,956

Скандий

22

47,867

Титан

23

50.942

Ванадий

24

51,996

Хром

25

54,938

Марганец

26

55,845

Утюг

27

58,933

Кобальт

28

58.693

Никель

29

63,546

Медь

30

65,38

цинк

31

69,723

Галлий

32

72,630

Германий

33

74.922

Мышьяк

34

78.971

Селен

35

79,904

Бром

36

83,798

Криптон

5

37

85.468

Рубидий

38

87,62

Стронций

39

88,906

Иттрий

40

91,224

Цирконий

41

92.906

Ниобий

42

95,95

молибден

43

Общие сведения об измерениях низкой проводимости / высокого удельного сопротивления от Cole-Parmer

Растет число лабораторных и промышленных процессов, требующих воды с низкой проводимостью / высоким удельным сопротивлением.Поддержание высокой чистоты воды имеет решающее значение для этих применений, но многие из тех, кому поручено контролировать качество воды, не понимают связанных с этим проблем. Чтобы проверить приемлемый уровень качества воды, важно понять применяемые принципы измерения и выбрать правильные приборы для работы.

Электропроводность и удельное сопротивление являются показателями способности жидкости проводить электрический ток. Электропроводность просто обратно пропорциональна удельному сопротивлению: проводимость = 1 / удельное сопротивление (см. Таблицу 1).На практике единицы удельной проводимости обычно используются для воды в диапазоне от питьевой до морской воды, а единицы удельного сопротивления зарезервированы для сверхчистой воды, такой как деионизированная вода или вода обратного осмоса.

Таблица 1

Проводимость Удельное сопротивление
0,01 мкСм 100 МОм
0,055 мкСм
1 мкСм 1 МОм
10 мкСм 0.1 МОм
100 мкСм 0,01 МОм
1 мСм 1 кОм

Единицей измерения проводимости является Симен (S). Миллисимен (мСм) = 1 / 1,000 S, микросимен (мкСм) = 1 / 1,000,000 S. Электропроводность также называется электропроводностью (ЕС) или удельной проводимостью.

Единицы удельного сопротивления выражаются в Ом (Ом). Килоом (кОм) = 1000 Ом, мегаом (МОм) = 1000000 Ом.

Поскольку проводимость и удельное сопротивление относятся к площади, между которой измеряется ток, обычно используются единицы измерения объема, такие как МОм-см, или мкСм-см, или умос-см.Мало кто понимает, что «mho» - это слово «ом» наоборот, чтобы указать на обратное отношение к закону Ома! «Мхо» эквивалентно Симену и используются как синонимы.

К началу


«Меня не волнует температура, я просто хочу измерить проводимость»

На проводимость сильно влияет температура. Электропроводность большинства жидкостей увеличивается с повышением температуры. Большинство ионных растворов повышается примерно на 2% на каждый 1 ° C. К сожалению, этот температурный коэффициент (TC) не является линейным.В случае воды с высоким сопротивлением оно может составлять около 5% на ° C.

Многие приборы регулируют значение проводимости на основе TC и отображают значение, которое считается скорректированным или нормализованным до 25 ° C. Глюкометр автоматически внесет поправки в показания и отобразит значение, как если бы температура образца была 25 ° C, независимо от фактической температуры. В некоторых приборах используется фиксированная ТС 2,0% на ° C. Давайте рассмотрим измеритель, который использует 2,0% TC для измерения стандарта 1413 мкСм при 25 ° C (77 ° F).Если эталон нагрет до 30 ° C (86 ° F), измеритель применяет поправку 5 градусов x 0,02% x 1413 мкСм = 141,3. Без поправки (0,0% TC) фактическое значение 1413 мкСм стандарта KCl при 30 ° C (86 ° F) составляет 1548 мкСм. Поскольку измеритель корректирует температуру, он отображает значение 1548 мин µСм 141,3 = 1407 мкСм. Когда образец остынет до 25 ° C, он снова покажет 1413 мкСм, поскольку коррекция не применяется. Хотя отклик кондуктометрической ячейки происходит немедленно, значения с поправкой на температуру будут колебаться по мере стабилизации измерения температуры.Счетчики

Advanced предлагают регулируемые TC, обычно от 0,0% до 10% на ° C. Это полезная функция по двум причинам. Во-первых, установкой коэффициента на ноль можно записать нескомпенсированные измерения. Это исключает возможность использования некорректного TC. Такие методы, как Фармакопея США 23, специально требуют некомпенсированных измерений. Во-вторых, используя нулевое значение TC, можно определить идеальное значение TC для образца, выполнив испытания значений проводимости при различных температурах.Как только TC пробы жидкости установлена, ее можно ввести в расходомер для автоматической коррекции температуры. Наклейки

TC на калибровочных стандартах проводимости часто содержат таблицу температур, в которой указаны значения проводимости при различных температурах. Измерители электропроводности с фиксированным ТК должны быть откалиброваны на значение электропроводности при температуре нормализации измерителя, обычно 25 ° C. Калибровка до значений, отличных от температуры нормализации, будет подходящей только в том случае, если измеритель не использовал температурную коррекцию или если TC был настроен на 0.0%. Как правило, всегда лучше калибровать и измерять как можно ближе к 25 ° C, когда применяется термопара. Запись температуры во время калибровки и измерения является хорошей практикой.

Еще одной особенностью современных измерителей является возможность выбора температуры нормализации. Это позволяет корректировать показания с температурной компенсацией до 25 ° C (77 ° F) или другого значения, обычно до 20 ° C (68 ° F). Преимущество здесь в том, что 20 ° C (68 ° F) часто ближе к фактической температуре образца, чем 25 ° C (77 ° F).При использовании температуры нормализации, отличной от 25 ° C, важно выполнить калибровку до соответствующего значения стандарта проводимости при указанной температуре нормализации. Например, стандарт 1413 мкСм при 25 ° C должен быть откалиброван на его значение при 20 ° C, которое составляет 1278 мкСм.

Хотя упор делается на точность измерения проводимости, важно не пренебрегать точностью измерения температуры. Хотя температура напрямую связана с измерением проводимости, на нее часто не обращают внимания.Перед калибровкой электропроводности следует проверить точность измерения температуры и при необходимости откалибровать.

Перейти к началу


«Я думал, что у меня ячейка 1.0 - она ​​меняется каждый раз, когда я повторно калибрую»

Лучше всего думать о константе ячейки как об «эффективности ячейки». Это фактор, который измеритель использует для согласования стандартного значения с измеренным. Ячейки проводимости предлагаются с номинальными значениями, такими как k = 1.0. В действительности эффективная постоянная ячейки может отклоняться на несколько процентов от номинального значения и определяется только после калибровки.Ячейка с номиналом 1,0 может иметь постоянную 0,97 после калибровки и корректировки измерителем, который должен был сделать 3% поправку к калибровочному значению. Каждый раз при повторной калибровке измерителя и ячейки эффективность ячейки может измениться. Ячейка может медленно меняться с течением времени из-за происходящих физических изменений, таких как химическое окисление, царапины, покрытие, изгиб, отслоение и т. Д.

Важно выбрать постоянную ячейки на основе ожидаемого диапазона измерения (см. Таблицу ниже). Если константа ячейки отлична от 1.0 требуется, потребуется измеритель с выбираемой постоянной ячейки.

Константа ячейки Оптимальный диапазон
0,01 мкСм
0,1 мкСм 0,5 - 200 мкСм
10 мкСм от 1 до 200 мСм

Также необходимо выбирать между 2-элементным или 4-элементным блоком.Пропустив большую часть теории, 4-элементные блоки более дороги, но считаются лучшими, поскольку они противостоят эффектам поляризации и засорению, однако для применений с чистой водой это преимущество может быть небольшим.

Перейти к началу


«У вас нет ничего ниже? Мне нужен жидкий стандарт с плотностью менее 1 микросимена»

Калибровка стандартов с высоким удельным сопротивлением коммерчески невозможна. Прецизионные резисторы могут использоваться вместо зонда проводимости / удельного сопротивления для проверки отклика и точности измерителя, но эта практика не будет учитывать различия в эффективности сенсорных ячеек или полос в отдельных зондах.

Стандарты проводимости в диапазоне от 10 до 100 мкСм доступны в продаже. Продолжительное воздействие воздуха, а также загрязнение стеклянной посудой и самой ячейкой может значительно повысить ценность вашего стандарта. Индивидуальные одноразовые пакеты часто предпочтительнее, чем стандарты в бутылках, поскольку их не нужно переливать в контейнер для образцов и они не подвержены загрязнению в результате повторного использования. Крайне важно постоянно поддерживать ячейку в чистоте и использовать передовые лабораторные методы для получения точных и воспроизводимых результатов.

Перейти к началу


«Я понятия не имею, каков уровень проводимости, но знаю, что мой TDS составляет около 15 ppm. Какой коэффициент мне следует использовать?»

Измерители, в которых используются общие растворенные (ионные) твердые вещества (TDS), измеряют проводимость и умножают показания на фиксированный или регулируемый «коэффициент TDS» для определения TDS. Значения TDS обычно выражаются в частях на миллион (ppm) или ppt (частей на тысячу). При использовании TDS существует множество ограничений. Во-первых, используемый фактор TDS зависит от соли, поэтому, если в растворе есть несколько или неизвестных солей, практически невозможно определить правильный фактор для использования.Во-вторых, поскольку ионные концентрации не являются линейными, коэффициент TDS изменяется с концентрацией. Значения TDS обычно не учитываются при низких значениях проводимости.

Перейти к началу

Лучшая цена единиц измерения сопротивления - Отличные предложения на единицы измерения сопротивления от глобальных продавцов единиц измерения сопротивления

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для единиц измерения сопротивления. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эти лучшие единицы измерения удельного сопротивления в кратчайшие сроки станут одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели единицы измерения сопротивления на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в единицах измерения удельного сопротивления и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести единицы измерения сопротивления по самой выгодной цене.

У ​​нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Измеритель удельного сопротивления бетона Resipod - Gilson Co.

Удельное электрическое сопротивление бетонных поверхностей напрямую связано с проницаемостью, вероятностью и скоростью коррозии арматурной стали, а также скоростью диффузии хлоридов. Измеритель Resipod от Proceq, доступный в двух моделях, оснащен решеткой из четырех зондов Веннера, полностью интегрированной в электронный измеритель с цифровым дисплеем, готовый к использованию в лабораторных или полевых условиях.Этот простой новый метод испытаний основан на показаниях удельного сопротивления стандартных бетонных испытательных цилиндров и представляет собой быструю, точную и экономичную альтернативу быстрому испытанию на проницаемость по хлоридам ASTM C1202. Тот же цилиндр можно использовать для испытаний на прочность на сжатие, а структурные элементы в полевых условиях также можно проверить с помощью того же измерителя для сравнительных значений. Конкретные конструкции смеси могут быть оценены в лаборатории, а области в существующей конструкции могут быть быстро нанесены на карту на предмет их подверженности хлоридной коррозии арматурной стали.

Сопротивление в обеих моделях измеряется от 1 до 1000 кОм · см, а ток подается с переменным значением от 10 до 50 мкА или полными 200 мкА. В энергонезависимой памяти хранится до 500 измеренных значений для передачи на ПК с помощью прилагаемого программного обеспечения Resipod Link.

Цельный портативный датчик Resipod обеспечивает мгновенные и надежные показания на большом 3,5-разрядном ЖК-дисплее устройства и заключен в прочный водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP67. Каждая точка контакта матрицы датчиков имеет небольшой резервуар для воды, обеспечивающий надежный электрический контакт с поверхностью образца.Дополнительный геометрический аксессуар HMA-844 представляет собой насадку Веннера с четырьмя датчиками с регулируемым расстоянием между датчиками от 40 до 70 мм (от 1,57 до 2,76 дюйма) для тестирования широкого диапазона типов бетонных образцов и конструкций смесей. Принадлежность для измерения удельного сопротивления HMA-843, используемая для измерения удельного сопротивления на бетонных цилиндрах 4x8 дюймов, приобретается отдельно и включает в себя измерительные пластины со вставками из токопроводящей пены и подставку для инструментов с кабельными соединениями. Оба аксессуара подключаются к Resipod Meter для работы.В комплект Resipod Meter Kit входят тест-полоска, контактные площадки из пеноматериала, зарядное устройство с USB-кабелем, программное обеспечение ResipodlLink, ремень для переноски, документация и чехол. Программное обеспечение ResipodLink на базе Windows используется для загрузки всех измерений с устройства на ПК для анализа и составления отчетов. Пользовательские поправочные коэффициенты также могут быть определены в программном обеспечении и загружены в устройство. Зарядное устройство подключается к стандартным USB-портам компьютеров и ноутбуков.

HM-952 имеет фиксированное расстояние между датчиками 38 мм (1.5 дюймов), как требуется в AASHTO T 358.

HM-954 поставляется с шагом датчика 50 мм (1,97 дюйма). Более широкий интервал позволяет увеличить размер выборки, но все же достаточно узкий, чтобы в большинстве случаев избежать помех от арматурной стали.

Характеристики:

  • Простота использования, требуется небольшое обучение
  • Обеспечивает быстрые и точные результаты измерений
  • Широкий диапазон измерения сопротивления, от 1 до 1000 кОм · см
  • Специальное программное обеспечение на базе Windows
  • Зарядное устройство подключается к стандартные порты USB для компьютера или ноутбука

Комплектация:

  • Измеритель удельного сопротивления бетона Resipod (расстояние между датчиками 38 мм или 50 мм)
  • Тестовая полоска
  • Контактные площадки из пеноматериала
  • Зарядное устройство USB
  • Resipod41
  • Carry Software 909
  • Корпус

Принадлежности:

Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры - учебный материал для IIT JEE

  • Полный курс физики - 11 класс
  • ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: рупий.2 968

  • Просмотр подробностей
 

Мы уже подробно обсуждали понятие удельного сопротивления в предыдущих разделах.Понятия сопротивления и удельного сопротивления довольно взаимосвязаны. Хотя сопротивление, как следует из названия, измеряет, насколько материал препятствует прохождению через него тока. Сопротивление измеряется в Ом. Математически это может быть сформулировано формулой E = I x R, где R - сопротивление объекта, I - электрический ток, протекающий через него, а E - величина напряжения, приложенного к объекту.

Сопротивление немного отличается от сопротивления.Удельное сопротивление - это величина сопротивления, которое присутствует или демонстрируется материалом, имеющим определенные или стандартные размеры. Следовательно, мы можем определить удельное сопротивление материала как сопротивление, оказываемое куском материала длиной один метр и площадью поперечного сечения один квадратный метр.

Как сопротивление, так и удельное сопротивление зависят от температуры, но с той лишь разницей, что зависимость является линейной для относительно небольших изменений температуры, в то время как для больших изменений зависимость нелинейна.


Изменение удельного сопротивления в проводнике в зависимости от температуры

Такие атрибуты, как форма или площадь поперечного сечения, влияют на сопротивление проводника, но на удельное сопротивление это не влияет. На удельное сопротивление влияет только изменение температуры. Связь между удельным сопротивлением и температурой:
Δρ = α * ΔT * ρ 0
Где:
Δρ: Изменение удельного сопротивления
α: Удельное сопротивление, температурный коэффициент
ΔT: изменение температуры
ρ 0 : исходное удельное сопротивление
Например, при 20 ° C (293 K) удельное сопротивление меди при 20 ° C равно 1.68 * 10 -8 , его температурный коэффициент 0,0039 K -1 , удельное сопротивление при 30 ° C 1,75E-8.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию


Другое выражение для изменения удельного сопротивления с температурой

Как указано выше, удельное сопротивление r проводника не зависит от его формы и размера, но зависит от его температуры.Повышение температуры приводит к увеличению «r», особенно в случае омических проводников. Если заданная температура обозначена «T», то выражение для «r» будет:

r (t) = r 0 (1 + a DT), где r 0 = удельное сопротивление при 0 o C,

a = температурный коэффициент удельного сопротивления.

Также a = (p - p 0 ) / p 0 ΔT или

а = 1 / p dp / dT.

Для проводников «а» - положительная константа, а для изоляторов и полупроводников - отрицательная.

Ниже приведены значения удельного сопротивления некоторых металлов. Это даст вам четкое представление о влиянии температуры на удельное сопротивление металлов.

Металл

Удельное сопротивление (Ом. М) при 20 ° C

Температурный коэффициент [K -1 ]

Серебро

1.59 × 10 -8

0,0038

Медь

1,68 × 10 -8

0,0039

Золото

2,44 × 10 -8

0.0034

Алюминий

2,82 × 10 -8

0,0039

Кальций

3,36 × 10 -8

Вольфрам

5.60 × 10 -8

0,0045

цинк

5,90 × 10 -8

0,0037

Никель

6,99 × 10 -8

0.006

Утюг

1,0 × 10 -7

0,005

Платина

1,06 × 10 -7

0,00392

Олово

1.09 × 10 -7

0,0045

Свинец

2,2 × 10 -7

0,0039

Манганин

4,82 × 10 -7

0.000002

Константан

4,9 × 10 -7

0,000008

Меркурий

9,8 × 10 -7

0,0009

Нихром

1.10 × 10 -6

0,0004

Углерод

3,5 × 10 -5

-0,0005

Германий

4,6 × 10 -1

-0.048

Кремний

6,40 × 10 2

-0,075

Помимо металлов, ниже перечислены некоторые изоляторы с указанием их удельного сопротивления:

  • P.V.C. 5,4 х 10 15

  • Стекло 10 4

  • Кварц 10 12

  • П.T.F.E 10 12

Здесь P.T.F.E означает политетрафторэтилен, который используется для изоляции высоковольтных кабелей. Значения в приведенной выше таблице ясно показывают, что удельное сопротивление изоляторов намного выше, чем у проводников.

askIITians предлагает исчерпывающий учебный материал, который подробно охватывает весь учебный план IIT JEE. Все важные темы, такие как изменение свободной энергии с помощью ЭДС с температурой или изучение изменения сопротивления проводника с температурой, также были включены в материал.Соискатели должны хорошо владеть данной темой, чтобы оставаться конкурентоспособными в JEE.


Связанные ресурсы

Чтобы узнать больше, купите учебные материалы по Current Electricity, включая учебные заметки, заметки о пересмотрах, видеолекции, решенные вопросы за предыдущий год и т. Д. Также просмотрите дополнительные учебные материалы по физике здесь.


Функции курса

  • 101 Видеолекция
  • Примечания к редакции
  • Документы за предыдущий год
  • Интеллектуальная карта
  • Планировщик исследования
  • Решения NCERT
  • Обсуждение Форум
  • Тестовая бумага с видео-решением

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *